Cisco, 다중 인코딩 방식 호환 범용 양자 스위치 프로토타입 공개

기존 양자 네트워킹의 한계와 개발 배경

현재 양자 네트워킹 부품들은 대부분 단일 인코딩 방식에만 대응하도록 설계되어, 서로 다른 벤더의 양자 하드웨어가 혼재하는 환경에서는 상호운용성 확보가 어렵다. Cisco는 이 문제를 해결하기 위해 특허 출원된 변환 엔진을 탑재한 범용 양자 스위치를 개발했으며, 이 소자는 편광(polarization), 시간빈(time-bin), 주파수빈(frequency-bin), 경로(path) 등 주요 인코딩 방식 전반을 상호 변환할 수 있다.

프로토타입 성능 및 실험 결과

캘리포니아 산타모니카 연구소에서 진행된 개념 검증 실험에서 이 스위치는 1나노초 수준의 전기광학 스위칭 속도를 달성했다. 변환 및 라우팅 과정에서 양자 상태와 얽힘 충실도 저하는 4% 미만으로 측정됐으며, 소비 전력은 1밀리와트 이하로 보고됐다. 상온 동작과 표준 통신 광섬유 호환성은 실용적 배포 가능성을 높이는 요소로 평가된다.

풀스택 양자 네트워킹 전략의 일환

이번 스위치 발표는 Cisco가 추진 중인 풀스택 양자 네트워킹 전략의 한 구성요소다. Cisco는 광자 생성용 얽힘 칩, 분산 알고리즘 오케스트레이션을 위한 네트워크 인식 양자 컴파일러도 함께 개발하고 있다. 범용 스위치가 제공하는 네트워크 계층은 이기종 양자 프로세서 간 통신을 가능케 해, 현재 수백 큐비트 수준의 시스템을 산업 응용에 필요한 수백만 큐비트 규모로 확장하는 경로를 지원하는 것이 목표다.

공개 계획 및 한계

Cisco는 실험 검증 결과 전체를 ArXiv에 공개할 예정이다. 다만 현재 단계는 연구용 프로토타입에 머물러 있으며, 상용화 일정이나 실제 양자 네트워크 환경에서의 성능 검증은 아직 이루어지지 않았다. 충실도 저하 수치 등 세부 결과도 논문 공개 전까지는 독립적 검증이 제한적이다.